Khắc phục sự cố lỗi HW Overcurrent (F12) xảy ra trên các biến tần AC PowerFlex của Rockwell

Câu hỏi liên quan

Tại sao xảy ra lỗi Hardware Overcurrent (F12) trên biến tần AC PowerFlex và làm sao để khắc phục sự cố, hay ngăn ngừa nó xảy ra?

Áp dụng trên các loại biến tần Rockwell:

• 22A PowerFlex 4, 22B PowerFlex 40, 22C PowerFlex 400, 22D PowerFlex 40P, 22F PowerFlex 4M
• 25A PowerFlex 523, 25B PowerFlex 525, PowerFlex 520
• 20A PowerFlex 70, 20B PowerFlex 700, 20C PowerFlex 700H, 20D PowerFlex 700S, 20L PowerFlex 700L
• 20F PowerFlex 753, 20G PowerFlex 755, PowerFlex 750
• Bulletin 160
• Bulletin 1305
• Bulletin 1333
• Bulletin 1336, Bulletin 1336E, Bulletin 1336F, Bulletin 1336S,
• Bulletin 1336T
• GV3000
• VTAC7
• SP500, SP600
• VTAC9
• LF2

Giải đáp

Tài liệu này thảo luận về hiện tượng quá dòng cho dòng biến tần PowerFlex, cụ thể là PowerFlex 7-class. Mặc dù việc khắc phục tình trạng này phần lớn giống nhau bất kể dòng biến tần nào, nhưng nếu dòng biến tần được đề cập không phải loại PowerFlex 7 thì bạn cần tham khảo hướng dẫn sử dụng của các biến tần đó để tham khảo chéo các số thông số và mã lỗi để áp dụng hướng dẫn.

---

Lỗi F12 [HW Overcurrent] cho biết rằng biến tần đang cung cấp dòng điện lớn hơn 2 lần định mức của nó (thường là khoảng 250%). Do đó, động cơ đang nhận dòng điện quá mức.

Nguyên nhân và giải pháp có thể xảy ra

Một hoặc nhiều mục sau đây có thể khiến biến tần AC tạo ra lỗi quá dòng HW Overcurrent fault:

• Thông tin bảng tên động cơ không được nhập chính xác trong thông số biến tần.
• Động cơ không được nối dây đúng cách.
• Hộp ống dẫn động cơ bị ẩm.
• Dòng điện trên nhãn động cơ cộng với dòng sạc cáp có thể vượt quá công suất tối đa của biến tần. Kiểm tra chiều dài của dây dẫn động cơ từ bộ truyền động đến động cơ. Thông tin cụ thể về giới hạn độ dài cáp cho mỗi dòng biến tần và định mức công suất có trong Phụ lục A của Đi dây và nối đất cho Bộ truyền động xoay chiều được điều chế độ rộng xung (PWM), Ấn phẩm DRIVES-IN001.
• Bộ truyền động chưa được điều chỉnh phù hợp với động cơ.
• Tín hiệu chạy kêu vang. Kiểm tra xem chế độ điều khiển có phải là hai dây hay không và sửa chữa tín hiệu để tránh bị ngắt quãng.
• Bộ truyền động đang khởi động động cơ khi tải đang quay.Để khắc phục điều này, hãy bật chức năng khởi động tự động trong bộ truyền động.
• Một thiết bị như công tắc tơ hoặc công tắc ngắt kết nối, được nối dây giữa biến tần và động cơ, đang thay đổi trạng thái (mở/đóng) sau khi biến tần chạy. Đảm bảo rằng tất cả các thiết bị ở đầu ra của biến tần đều được đóng và luôn đóng trong khi biến tần đang chạy
• Bộ truyền động đang chạy nhiều động cơ nhưng không ở chế độ V/Hz.
• Biến tần bị lỗi bên trong. Để kiểm tra điều này, hãy chạy nó khi động cơ và dây dẫn động cơ bị ngắt kết nối khỏi các đầu ra của biến tần và quan sát xem có lỗi xảy ra hay không.

Lưu ý: Đảm bảo chỉ kiểm tra theo cách này khi biến tần đang chạy ở chế độ vòng lặp mở.Tắt phản hồi của bộ mã hóa nếu tính năng này được bật.

• Một cuộn kháng đầu ra hoặc bộ lọc đầu ra được kết nối giữa biến tần và động cơ.Vui lòng tham khảo Cài đặt thông số cho bộ lọc sóng hình sin và dv/dt của biến tần PowerFlex cũng như điện áp có thể điều chỉnh, Ấn phẩm PFLEX-AT002. Đảm bảo rằng lò phản ứng dòng có kích thước phù hợp dựa trên hướng dẫn sử dụng dữ liệu kỹ thuật tương ứng của bộ truyền động.
• Biến tần có thể có một cặp IGBT không cung cấp đầu ra AC khi có lệnh. Khi mạch động cơ bị ngắt kết nối, hãy chạy biến tần đến tốc độ tối đa của động cơ và kiểm tra điện áp đầu ra AC từ pha này sang pha khác. Khi đọc bằng vôn kế (có bộ lọc thông thấp), người dùng phải quan sát tình trạng điện áp cân bằng. Nếu điện áp không cân bằng thì một pha của cặp IGBT có thể không cung cấp đầu ra. Nếu một cặp IGBT không cung cấp đầu ra AC, khi được lệnh, động cơ/biến tần có thể cố gắng chạy. Tuy nhiên, cả động cơ và bộ truyền động đều sẽ là “một pha”. Ở trạng thái này, động cơ sẽ không tạo ra mô-men xoắn/amp định mức. Nếu thao tác phần mềm không tắt biến tần thì IGBT và tản nhiệt sẽ nóng lên rất nhanh và sẽ ngắt bộ điều nhiệt phần cứng và/hoặc các điều kiện quá dòng hoặc quá dòng tức thời của phần cứng.
• Có một đoạn ngắn trong cuộn dây động cơ. Xem các phần bên dưới về việc kiểm tra tình trạng của động cơ.

Đo cách điện động cơ (meggering motor)

Với các dây dẫn động cơ bị ngắt kết nối khỏi biến tần, megger động cơ để xác minh không có ngắn xuống đất. Dải điện áp chấp nhận được và kết quả như sau:

• Động cơ loại 400 volt, megger ở 1500V, kết quả = 100 MOhms trở lên
• Động cơ loại 600 volt, megger ở 2000V, kết quả = 100 MOhms trở lên

Lưu ý: việc kết hợp động cơ định mức 1488 V ở 1500 V sẽ không làm hỏng động cơ

Nếu kết quả megger nằm trong phạm vi được liệt kê thì hãy thực hiện như sau:

• Sau khi ngắt kết nối cáp khỏi đầu ra của biến tần, hãy đo điện trở của từng pha trong số 3 pha được kết nối với động cơ. Hãy đảm bảo chúng được cân bằng và phù hợp với độ dài của cáp cũng như kích thước của động cơ.
• Ngắt kết nối biến tần và nối dây cho động cơ để có thể khởi động trực tiếp qua đường dây 3 pha. Nếu nó chạy đúng thì đo dòng điện trên từng pha. Xác minh rằng chúng được cân bằng.

Kiểm tra so sánh xung động cơ

Đây là hạng mục kiểm tra được thực hiện nhằm xác định tình trạng cách điện của cuộn dây. Thử nghiệm này giúp phát hiện các khuyết tật cách điện giữa các vòng dây (vòng-vòng), giữa các bối dây (bối-bối) và giữa các pha (pha-pha) mà các phương pháp khác không thể phát hiện được. Một xưởng sửa chữa động cơ đạt tiêu chuẩn sẽ được trang bị loại thiết bị này.

Giải pháp và khắc phục sự cố dành riêng cho biến tần

PowerFlex 4M

• Nếu sử dụng phanh cơ, có thể cần thêm bộ giảm âm để tiêu tán điện áp dư.

---

PowerFlex 750

• Cài đặt Parameter 43 [Flux Up Enable] = Manual và Parameter 44 [Flux UpTime] = 0. Thao tác này sẽ tắt chức năng tạo từ thông ban đầu (flux up). Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điều này có thể làm giảm hiệu suất của hệ thống do động cơ sẽ không thể tạo ra mô-men xoắn định mức cho đến khi từ thông đạt giá trị thích hợp.
• Cài đặt Parameter 70 [Autotune] = 0 và cài đặt Parameter 621 [Slip RPM at FLA] = 0. Thao tác này sẽ tắt bộ bù trượt (slip compensator) ở cả hai chế độ điều khiển Volts/Hz (V/Hz) và Sensorless Vector Control (SVC). Tuy nhiên, không khuyến khích làm theo gợi ý này nếu chế độ vận hành là Flux Vector Control (FVC).
• Nếu có sử dụng bộ mã hóa vòng quay (encoder), hãy kiểm tra các đầu nối encoder xem có bị lỏng dây hay không. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng encoder không được đấu dây vào nguồn cấp 24V vì các kênh A, B và Z chỉ được định mức từ 5-15 VDC.
• Để kiểm tra tính toàn vẹn (hoạt động ổn định) của encoder, hãy chuyển biến tần sang chế độ vòng hở (open loop) bằng Parameter 125 [Pri Vel Fdbk Sel].
• Xác minh rằng các dữ liệu trên nhãn máy (nameplate) của động cơ đã được nhập chính xác trong các thông số từ Parameter 25 [Motor NP Volts] đến Parameter 31 [Motor Poles] (số cực động cơ thường là thông số hay bị nhập sai nhất). Sau khi thực hiện dò thông số biến tần theo động cơ (Parameter 70 [Autotune] sẽ hiển thị là 0 [Ready] nếu quá trình dò hoàn tất), hãy kiểm tra xem giá trị trong Parameter 75 [Flux Current Ref] có bằng khoảng 1/3 dòng định mức full load amps (FLA) của động cơ hay không. Điều này thường đúng đối với các động cơ có công suất trên 25 HP.
• Nếu biến tần khởi động động cơ khi tải đang quay sẵn, hãy bật chức năng khởi động bám (flying start) trong Parameter 356 [FlyingStart Mode].
• Ngắt kết nối động cơ tại hộp đấu dây trên động cơ và cho biến tần chạy. Ghi lại lượng dòng điện tiêu thụ. Cộng lượng dòng điện này vào dòng định mức trên nhãn máy (Parameter 26 [Motor NP FLA]). Nếu biến tần vẫn báo lỗi thì có thể biến tần đã bị hỏng hoặc bị thiếu công suất (chọn size quá nhỏ).
• Giảm cấu hình vòng tốc độ (Detune) tại P636 [Speed Reg BW].

---

PowerFlex 700, SP600, VTAC9

• Cài đặt Parameter 057 [Flux Up Mode] = Manual và Parameter 058 [Flux Up Time] = 0. Thao tác này sẽ tắt chức năng tạo từ thông ban đầu (flux up). Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điều này có thể làm giảm hiệu suất của hệ thống do động cơ sẽ không thể tạo ra mô-men xoắn định mức cho đến khi từ thông đạt giá trị thích hợp.
• Nếu có sử dụng bộ mã hóa vòng quay (encoder), hãy cấu hình biến tần sang chế độ vòng hở bằng cách cài đặt Parameter 080 [Feedback Select] = 0 [Open Loop].
• Xác minh rằng các dữ liệu trên nhãn máy (nameplate) của động cơ đã được nhập chính xác trong các thông số từ Parameter 040 [Motor Type] đến Parameter 049 [Motor Poles] (số cực động cơ thường là thông số hay bị nhập sai nhất). Sau khi thực hiện dò thông số biến tần theo động cơ (Parameter 061 [Autotune] sẽ chuyển về 0 [Ready] nếu quá trình dò hoàn tất), hãy kiểm tra xem giá trị trong Parameter 063 [Flux Current Ref] có bằng khoảng 1/3 dòng định mức full load amps (FLA) của động cơ hay không. Điều này thường đúng đối với các động cơ có công suất trên 25 HP.
• Nếu biến tần khởi động động cơ khi tải đang quay sẵn, hãy bật chức năng khởi động bám (flying start) trong Parameter 169 [Flying Start En].
• Ngắt kết nối động cơ tại hộp đấu dây trên động cơ và cho biến tần chạy. Ghi lại lượng dòng điện tiêu thụ. Cộng lượng dòng điện này vào dòng định mức trên nhãn máy Parameter 042 [Motor NP FLA]. Nếu biến tần vẫn báo lỗi thì có thể biến tần đã bị hỏng hoặc bị thiếu công suất (chọn size quá nhỏ).

---

Liquiflo 2

So sánh các thông số trên nhãn máy động cơ trong biến tần từ Parameter 040 [Motor Type] đến Parameter 048 [Motor OL Factor] với nhãn máy thực tế của động cơ. Nếu thông số biến tần Parameter 053 [Motor Cntl Sel] đang được cài đặt là sensorless vector, hãy xác minh rằng Parameter 062 [IR Voltage Drop] và Parameter 063 [Flex Current Ref] đã được cài đặt chính xác cho động cơ.

Nếu không có phương án nào ở trên mang lại hiệu quả, hãy tiến hành thay thế biến tần.

---

Nguồn tài liệu: Thư viện các Technote của hãng Rockwell Automation.